JPH0351443B2 - - Google Patents

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JPH0351443B2
JPH0351443B2 JP11398887A JP11398887A JPH0351443B2 JP H0351443 B2 JPH0351443 B2 JP H0351443B2 JP 11398887 A JP11398887 A JP 11398887A JP 11398887 A JP11398887 A JP 11398887A JP H0351443 B2 JPH0351443 B2 JP H0351443B2
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suspension
pond
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flocculant
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JP11398887A
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Shinji Yamamoto
Hiroshi Motohashi
Shogo Tsunoda
Chiaki Igarashi
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
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Ebara Research Co Ltd
Ebara Infilco Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、凝集体形成池の攪拌制御方法に関
し、特に採取した懸濁液に対し攪拌しつつ凝集剤
を注入したときの速度勾配および凝集体形成時間
を検知し、かつ混和池に対する懸濁液の供給量と
凝集体形成池の容積とを検知することにより、凝
集体形成池における攪拌制御を実行している凝集
体形成池の攪拌制御方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来この種の凝集体形成池の攪拌制御方法とし
ては、急速攪拌を行なう混和池で凝集剤が注入さ
れたのち緩速攪拌を行なう凝集体形成池で凝集体
の形成せしめられた上水、工業用水、下水、産業
廃液などの懸濁液を、実際にビーカに採取して試
験者の目視観察および経験により凝集体の形成状
態を判断し、これに応じて凝集体形成池における
攪拌制御を調製するものが提案されていた。
［解決すべき問題点］ しかしながら従来の凝集体形成池の攪拌制御方
法では、凝集体形成池における攪拌処理が試験者
の目視観察および経験によつて判断されていたの
で、試験者によつて判断結果が相違し凝集体形成
池における攪拌処理を適正化できない欠点があ
り、また凝集体形成池における凝集体の形成に30
分以上もの時間を要するので、凝集体の形成状態
を判断することに多大の時間を要し懸濁液の変化
に即応できない欠点があり、併せて凝集体形成池
における攪拌制御が高精度に実行できず、特に凝
集体形成池が複数の領域に分割されている場合、
一旦形成された凝集体を後続の領域における攪拌
で破壊してしまう欠点もあつた。
そこで本発明は、これらの欠点を除去するため
に、採取して懸濁液に対し所定注入率で凝集剤を
注入したときの凝集体形成時間および速度勾配を
求め、これに応じて凝集体形成池の攪拌制御を行
なつている凝集体形成池の攪拌制御方法を提供せ
んとするものである。
(2) 発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の第１の解決手
段は、 「混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集
剤を注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌する
ことにより凝集体を形成せしめてなる凝集体形成
池の攪拌制御方法において、 (a) 前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に
対し凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１
の工程と、 (b) 第１の工程よりも低下された攪拌速度におい
て第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪
拌する第２の工程と、 (c) 第２の工程における攪拌の速度勾配を求める
第３の工程と、 (d) 少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で
凝集剤の注入された懸濁液を介して発光装置よ
り受光装置に与えられた受光光量を測定する第
４の工程と、 (e) 第４の工程で測定された受光光量から第１の
工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成
時間を求める第５の工程と、 (f) 前記混和池に対する懸濁の供給量を検知する
第６の工程と、 (g) 第３の工程で求めた速度勾配と第５の工程で
求めた凝集体形成時間と第６の工程で検知され
た懸濁液の供給量と前記凝集体形成池の容積と
を用いて前記凝集体形成池における攪拌を制御
する第７の工程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の攪
拌制御方法」 である。
また本発明により提供される問題点の第２の解
決手段は、 「混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集剤
を注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌するこ
とにより凝集体を形成せしめてなる凝集体形成池
の攪拌制御方法において、 (a) 前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に
対し凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１
の工程と、 (b) 第１の工程よりも低下された攪拌速度におい
て第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪
拌する第２の工程と、 (c) 第２の工程における攪拌の速度勾配を求める
第３の工程と、 (d) 少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で
凝集剤の注入された懸濁液を介して発光装置よ
り受光装置に与えられた受光光量を測定する第
４の工程と、 (e) 第４の工程で測定された受光光量から第１の
工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集状態を
検知する第５の工程と、 (f) 第３の工程で求められた速度勾配のうちか
ら、第５の工程で検知された凝集状態を適正と
する速度勾配を適正速度勾配と決定する第６の
工程と、 (g) 第６の工程で求められた適正速度勾配に対応
して第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液の
凝集体形成時間を求め、適正凝集体形成時間と
する第７の工程と、 (h) 前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知す
る第８の工程と、 (i) 第６の工程で決定された適正速度勾配と第７
の工程で求められた適正凝集体形成時間と第８
の工程で検知された懸濁液の供給量と前記凝集
体形成池の容積とを用いて前記凝集体形成池に
おける攪拌を制御する第９の工程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の攪
拌制御方法」 である。
［作用］ 本発明にかかる凝集体形成池の第１の攪拌制御
方法は、混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して
凝集剤を注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌
することにより凝集体を形成せしめてなる凝集体
形成池の攪拌制御方法において、採取された懸濁
液に対し凝集剤を注入したのち攪拌速度を低下せ
しめ、その低下された攪拌速度に対応する速度勾
配を求め、凝集剤の注入された懸濁液を介して発
光装置より受光装置に対して与えられた受光光量
を測定し、この受光光量から凝集体形成時間を検
知し、前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知
し、前記凝集体形成時間および速度勾配と前記懸
濁液の供給量と前記凝集体形成池の容積とに応じ
て前記凝集体形成池の攪拌制御を実行する作用を
なしており、試験者の目視観察ならびに経験を排
除する作用をなし、また凝集体形成池における攪
拌処理の経過を実測することを回避しつつ凝集体
形成池の攪拌制御を短時間で適正化する作用をな
す。
また本発明にかかる凝集体形成池の第２の攪拌
制御方法は、混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対
して凝集剤を注入したのち、凝集体形成池で緩速
攪拌することにより凝集体を形成せしめてなる凝
集体形成池の攪拌制御方法において、採取された
懸濁液に対し凝集剤を注入したのち攪拌速度を低
下せしめ、その低下された攪拌速度に対応する速
度勾配を求め、凝集剤の注入された懸濁液を介し
て発光装置より受光装置に対して与えられた受光
光量を測定し、その受光光量から凝集剤の注入さ
れた懸濁液の凝集状態を検知し、前記速度勾配の
うち前記凝集状態を適正とする速度勾配を適正速
度勾配と決定し、前記適正速度勾配に対応して前
記凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成時間を
求めて適正凝集体形成時間とし、前記混和池に対
する懸濁液の供給量を検知し、前記適正凝集体形
成時間および適正速度勾配と前記懸濁液の供給量
と前記凝集体形成池の容積とに応じて前記凝集体
形成池の攪拌制御を実行する作用をなしており、
試験者の目視観察ならびに経験を排除する作用と
凝集体形成池における攪拌処理の結果を実測する
ことを回避しつつ凝集体形成池の攪拌制御を短時
間で適正化する作用とに加え、凝集体形成池にお
ける攪拌制御を高精度で実行する作用をなす。
［実施例］ 次に本発明について添付図面を参照しつつ具体
的に説明する。
第１図は、本発明にかかる凝集体形成池の攪拌
制御方法の一実施例によつて凝集体形成池の攪拌
制御が実行されている実際の懸濁液処理装置を示
す断面図である。
第２図は、本発明にかかる一実施例を実行する
ために速度勾配Gtおよび凝集体形成時間Ttを検
知する第１図の検知装置の一例を具体的に示す断
面図である。
第３図は、第２図に示した検知装置の動作を説
明するための動作説明図であつて、、受光光量Ｉ
の時間的変化を示している。
第４図は、本発明にかかる凝集体形成池の他の
攪拌制御方法の一実施例を実行するために適正速
度勾配Gt *および適正凝集体形成時間Tt *を検知
する第１図の検知装置の一例を具体的に示す断面
図である。
第５図は、第４図の検知装置で検知した凝集体
の径ｄ、数Nb、体積Ｖおよび有効密度ρと速度
勾配Gtとの関係を示すグラフ図である。
第６図は、第４図の検知装置で検知した上澄水
濁度τ、凝集体の沈降速度Ｓおよび有効密度ρと
速度勾配Gtとの間の関係を示すグラフ図である。
第７図は、第４図の検知装置を４つ並置した検
知装置を示す断面図である。
まず第１図を参照しつつ、本発明にかかる凝集
体形成池の攪拌制御方法によつて凝集体形成池の
攪拌制御が実行されている実際の懸濁液処理装置
について説明する。
１０２は着水井で、供給管１０４を介して適宜
の懸濁液供給源（図示せず）から懸濁液が供給さ
れている。１０６は着水井１０２に対し供給管１
０８を介して連通された懸濁液と凝集剤との混和
池で、駆動手段たとえば電動モータ１０９によつ
て急速回転される攪拌羽根１１０が配設されてい
る。
１１２は混和池１０６に対し供給管１１４を介
して連通された凝集体形成池で、所望の数を領域
たとえば容積がそれぞれVA、〜、VCである３つ
の領域１１２Ａ，〜，１１２Ｃに区分されてお
り、それぞれ攪拌機１１３Ａ，〜，１１３Ｃが配
設されている。攪拌機１１３Ａ，〜，１１３Ｃ
は、それぞれ駆動手段たとえば電動モータ１１５
Ａ，〜，１１５Ｃと、駆動手段たとえば電動モー
タ１１５Ａ，〜，１１５Ｃによつて回転数nA、
〜、nCで緩速回転される攪拌羽根１１６Ａ，〜，
１１６Ｃを包有している。混和池１０６で凝集剤
が注入混和されかつ供給管１１４によつて凝集体
形成池１１２に供給された懸濁液は、まず凝集体
形成池１１２のうちの最初の領域すなわち第１の
領域１１２Ａにおいて攪拌機１１３Ａの攪拌羽根
１１６Ａにより回転数nAで所定時間わたつて緩速
攪拌され、そののち第２の領域１１２Ｂへ移行さ
れて攪拌機１１３Ｂの攪拌羽根１１６Ｂにより回
転数nBで所定時間にわたつて緩速攪拌され、更に
第３の領域１１２Ｃへ移行されて攪拌機１１３Ｃ
の攪拌羽根１１６Ｃにより回転数nCで所定時間に
わたつて緩速攪拌される。
１１８は凝集体形成池１１２に連設されて沈澱
池で、凝集体形成池１１２の最終の領域すなわち
第３の領域１１２Ｃから供給されかつ凝集体すな
わちフロツクが十分に形成された懸濁液を静置せ
しめ、その凝集体すなわちフロツクを沈澱せしめ
て除去している。１２０は供給管１２２を介して
沈澱池１１８の放流口に連通された過池で、沈
澱池１１８で除去できなかつた微小な凝集体すな
わちフロツクを過により除去したのち処理水と
して処理水管１２４を介し後続の適宜の設備へ送
出している。
１３０は第２図に具体的に示されており、かつ
懸濁液に対し所定の注入率で凝集剤が注入された
ときの速度勾配Gtおよび凝集体形成時間Ttを出
力するための検知装置で、供給管１３２およびポ
ンプ１３４を介して着水井１０２に連通されてお
り、排出管１３３が混和池１０６などの適宜の箇
所に開放されている。
１３６は供給管１０８に配置された流量計１３
８と検知装置１３０とにそれぞれ接続された演算
装置で、検出装置１３０で検知された速度勾配
Gtおよび凝集体形成時間Ttと流量計１３８によ
つて検知された流量（すなわち混和池１０６への
供給量）Ｑと予め計測され手動操作などによつて
入力された凝集体形成池１１２の各領域１１２
Ａ，〜，１１２Ｃの容積VA、〜、VCなどの所要
情報とを受け取り、これらを用いて凝集体形成池
１１２の各領域１１２Ａ，〜，１１２Ｃにそれぞ
れ配設された攪拌機１１３Ａ，〜，１１３Ｃの回
転数nA、〜、nCを算出している。
すなわち演算装置１３６は、検知装置１３０よ
り与えられた速度勾配Gtおよび凝集体形成時間
Ttと凝集体形成池１１２における速度勾配Grお
よび凝集体形成時間Trとの間の関係（ただしα
は定数） Tt／Tr［Gt／Gr］1/2＝１／α より、凝集体形成池１１２の各領域１１２Ａ，
〜，１１２Ｃにおける速度勾配Gr(A)、〜、Gr(C)
を定数αA、〜、αCを用いて Gr(A)＝αAGr Gr(B)＝αBGr Gr(C)＝αCGr より、速度勾配Gr(A)、〜、Gr(C)を Gr(A)＝αA［αTt／Tr］2Gt Gr(B)＝αB［αTt／Tr］2Gt Gr(C)＝αC［αTt／Tr］2Gt の如く算出している。ただし定数αA、〜、αCは、
凝集体形成池１１２の各領域１１２Ａ，〜，１１
２Ｃにおける攪拌強度を考慮して αA≧αB≧αC とされ、かつ VAαA 2＋VBαB 2＋VCαC 2＝VA＋VB＋VC とされている。ここで、凝集体形成池１１２の各
領域１１２Ａ，〜，１１２Ｃが等容積すなわち
VA＝VB＝VCとされておれば、定数αA、〜、αCの
間には αA 2＋αB 2＋αC 2＝３ という関係がある。
速度勾配Gr(A)、〜、Gr(C)が、懸濁液の粘性係
数μおよび比重ηと抗力係数Ｃと攪拌機１１３
Ａ，〜，１１３Ｃの攪拌羽根１１６Ａ，〜，１１
６Ｃの面積aA、〜、aCおよび周速υA、〜、υCと凝
集体形成池１１２の各領域１１２Ａ，〜，１１２
Ｃの容積VA、〜、VCとを用いて Gr(A)＝［CηaAυA 3／2μVA］1/2 Gr(B)＝［CηaBυB 3／2μVB］1/2 Gr(C)＝［CηaCυC 3／2μVC］1/2 と表現できるので、この関係より aAυA 3＝2μVA／CηGr(A)2 aBυB 3＝2μVB／CηGr(B)2 aCυC 3＝2μVC／CηGr(C)2 を算出できる。ここで攪拌羽根１１６Ａ，〜，１
１６Ｃの周速υA、〜、υCが、回転数nA、〜、nCお
よび半径rA、〜、rCを用いて υA＝2πrAnA υB＝2πrAnA υC＝2πrAnA と表現でき、ひいてはaAυA 3、〜、aCυC 3が aAυA 3＝8aAπ3rA 3nA 3 aBυB 3＝8aBπ3rB 3nB 3 aCυC 3＝8aCπ3rC 3nC 3 と算出できるので、 8aAπ3rA 3nA 3＝2μVA／CηGr(A)2 8aBπ3rB 3nB 3＝2μVB／CηGr(B)2 8aCπ3rC 3nC 3＝2μVC／CηGr(C)2 と算出でき、回転数nA、〜、nCを nA＝［2μVAGr(A)2／8aAπ3rA 3Cη］1/3 nB＝［2μVBGr(B)2／8aBπ3rB 3Cη］1/3 nC＝［2μVCGr(C)2／8aCπ3rC 3Cη］1/3 と算出できる。したがつて回転数nA、〜nCは、 nA＝［μVAα4αA 2Gt 2Tt 4／4aAπ3rA 3CηTr 4］
1/3 nB＝［μVBα4αB 2Gt 2Tt 4／4aBπ3rB 3CηTr 4］
1/3 nC＝［μVCα4αC 2Gt 2Tt 4／4aCπ3rC 3CηTr 4］
1/3 と算出できる。ただしTrは、（VA＋VB＋VC）／
Ｑである。これにより回転数nA、〜、nCは、検知
装置１３０によつて検知された速度勾配Gtおよ
び凝集体形成時間Ttと凝集体形成池１１２の凝
集体形成時間Tr（ひいては流量計１３８によつて
検知された流量Ｑ）とによつて決定できる。
１４０は演算装置１３６に接続された回転数制
御器で、演算装置１３６によつて出力された回転
数nA、〜、nCに応じて攪拌機１１３Ａ，〜，１１
３Ｃの駆動手段１１５Ａ，〜，１１５Ｃの回転数
を制御する。１４４は凝集剤供給装置で、予め設
定された注入率WA1に応じ凝集剤を供給管１４６
を介して混和池１０６に供給し、懸濁液に対して
注入している。
しかして本発明にかかる検知装置１３０は、ポ
ンプ１３４および供給管１３２を介して着水井１
０２から懸濁液を採取し、かつ凝集剤供給装置１
４４による凝集剤の注入率WA1たとえば同一の注
入率で凝集剤を注入した場合の速度勾配Gtおよ
び凝集体形成時間Ttを後述にしたがい出力する。
検知装置１３０で検知された懸濁液の速度勾配
Gtおよび凝集体形成時間Ttは、もとに演算装置
１３６に与えられている。演算装置１３６では、
検知装置１３０から速度勾配Gtおよび凝集体形
成時間Ttが入力されるごとに、上述したところ
によつて凝集体形成池１１２の各領域１１２Ａ，
〜，１１２Ｃにそれぞれ配設された攪拌機１１３
Ａ，〜，１１３Ｃの回転数nA、〜、nCが算出され
ている。
演算装置１３６から出力された回転数nA、〜、
nCは、回転数制御器１４０に与えられている。回
転数制御器１４０は、回転数nA、〜、nCに応じて
それぞれ凝集体形成池１１２の攪拌機１１３Ａ，
〜，１１３Ｃを駆動する。ここで凝集体形成池１
１２には、混合池１０６で作成されかつ凝集剤の
注入率がWA1である懸濁液が供給されている。
上述した検知装置１３０による検知動作を間歇
的に反復することにより、懸濁液処理装置におけ
る凝集体形成を適正効率で実行でき、ひいては懸
濁液の処理時間を短縮できる。
更に第２図および第３図を参照しつつ、検知装
置１３０の構成について、詳細に説明する。
１０は回分式の攪拌槽で、適宜の容量たとえば
１の容量を有しており、凝集剤の注入された懸
濁液（以下、単に懸濁液と称することもある）１
１が収容されている。１２は攪拌槽１０内に配設
された攪拌羽根で、攪拌槽１０の下方に配置され
た駆動手段たとえば電動モータ１４の出力軸１６
の自由端部に適宜に装着されている。
１８はリード線１９によつて適宜の電源（図示
せず）に接続された発光装置で、攪拌槽１０の側
面に配設されており、蛍光ランプ、タングステン
ランプ、ハロゲンランプ、発光ダイオード、レー
ザ発光手段などの適宜の光源によつて発生された
光を適宜の光学系たとえばスリツトを介して平行
光線束とし攪拌槽１０の懸濁液１１に供給してい
る。２０はフオトトランジスタ、フオトダイオー
ド、CdS、CCDなどの適宜の光電変換素子を受光
手段として包有している受光装置で、攪拌槽１０
の側面に配設されており、発光装置１８により平
行光線束として供給された光を懸濁液１１を介し
て受光している。発光装置１８によつて与えられ
た光が、懸濁液１１中の凝集体すなわちフロツク
１７によつて散乱あるいは遮断されるので、受光
装置２０は、散乱光あるいは減衰された透過光を
受光している。受光装置２０は、透過光を受光す
るために発光装置１８に対し対向せしめてもよ
く、また散乱光を受光するために発光装置１８か
らの平行光線束に対し所定の角度をもつて配置せ
しめてもよい。加えて透過光および散乱光を受光
するために、２つの受光装置２０を配置してもよ
い。説明を簡潔とするために以下、受光装置２０
は、発光装置１８に対して対向されているものと
する。また第２図では、発光装置１８および受光
装置２０が一組だけ配置されているが、これに限
定されるものではなく、発光装置１８および受光
装置２０を複数組配置してもよい。発光装置１８
および受光装置２０は、特に同一水平面上に配設
されておれば、凝集体すなわちフロツク１７の沈
降状態を高精度で検知するために好都合である。
２２は受光装置２０にリード線２１を介して接
続された測定装置で、受光装置２０の受光した光
量（以下“受光光量”という）Ｉを測定する。ま
た測定装置２２は、測定した受光光量Ｉから、凝
集剤の注入前の受光光量Ii（τ）と攪拌羽根１２
による緩速攪拌に伴なつて平坦化したときの受光
光量Ｉの変動幅（すなわち所定値ILおよびIH間の
差分）ΔIおよび変動周期Ｆとを求めて出力し、
更に所望により攪拌羽根１２が停止されかつ凝集
体すなわちフロツク１７の沈降が完了した後の受
光光量If（τ）を求めて出力している。加えて測
定装置２２は、攪拌羽根１２の緩速攪拌の開始時
刻t3から受光光量Ｉが平坦化する時刻t4までの時
間すなわち凝集体形成時間Ttを、測定した受光
光量Ｉから求めて演算装置１３６に対し出力して
いる（第１図参照）。
２４は一端部が開閉弁２５を介して攪拌槽１０
に開口された供給管で、他端部が供給管１３２に
連通されている（第１図参照）。２６は凝集剤供
給源２８に一端部が連通された凝集剤供給管で、
他端部が開閉弁２７を介して攪拌槽１０に開口さ
れている。３０は排水管で、一端部が攪拌槽１０
の底部に開口され、かつ他端部が開閉弁３２を介
して排水管１３３に連通されており、攪拌槽１０
から検知済の懸濁液１１を排除する（第１図参
照）。３４は暗箱で、少なくとも攪拌槽１０、発
光装置１８および発光装置２０を収容しており、
外光の影響を除去している。
３６は駆動手段１４と開閉弁２５，２７とに接
続された演算装置で、駆動手段１４から攪拌羽根
１２の周速υあるいは回転数ｎが与えられ、かつ
開閉弁２５，２７からそれぞれ懸濁液の供給量Ｍ
および凝集剤の供給量Ｎが与えられており、これ
らの情報を用いて速度勾配Gtを算出している。
すなわち演算装置３６は、攪拌槽１０の容積（こ
こではＭ＋Ｎ）と懸濁液の粘性係数μおよび比重
ηと抗力係数Ｃと攪拌羽根１２の面積ａおよび周
速υ（すなわち回転数ｎ）とを用いて、速度勾配
Gtを Gt＝［Cηaυ3／2μ（Ｍ＋Ｎ）］1/2 と算出し、これを演算装置１３６に向けて出力し
ている（第１図参照）。
加えて第２図および第３図を参照しつつ、検知
装置１３０の作用について、詳細に説明する。
開閉弁３２を開放し排水管３０を介して攪拌槽
１０内に残留する懸濁液１１を排除したのち、開
閉弁３２を閉鎖する。
開閉弁２５を所定時間だけ開放し、供給管２４
を介して懸濁液の供給源（図示せず）から、所定
量Ｍ（たとえば１）の懸濁液を攪拌槽１０内に
供給する。
攪拌槽１０内への懸濁液の供給が完了すると、
時刻t1において駆動手段たとえば電動モータ１４
により攪拌羽根１２が急速回転すなわち高速度で
回転され始める。
そののち時刻t2において開閉弁２７を所定時間
だけ開放することにより、所定量Ｎの凝集剤が、
凝集剤供給源２８から凝集剤供給管２６を介して
攪拌槽１０に対し注入される。凝集剤としては、
ポリアルミニウムクロライドなどの既知の凝集剤
を所望に応じて使用すればよい。ここでＮは、た
とえばＮ／（Ｍ＋Ｎ）が凝集剤供給装置１４４に
よる凝集剤の注入率WA1となるように適宜に設定
されている。
攪拌羽根１２の急速回転の開始に先立つて、発
光装置１８、受光装置２０および測定装置２２が
始動されており、攪拌槽１０内の懸濁液を介して
透過光の受光光量Ｉを測定している。
時刻t2すなわち凝集剤が供給される時刻までの
受光光量Ｉは、懸濁液に含有されている浮遊物の
初期濃度WSSに対応して一定値Ii（τ）となつてい
る。時刻t2において凝集剤が所定量Ｎだけ注入さ
れると、懸濁液１１内で凝集体すなわちフロツク
１７が徐々に形成され、かつ懸濁液１１が攪拌槽
１０内で急速に攪拌移動されているので、受光装
置２０の受光光量Ｉが緩慢に増大する。
時刻t3において、攪拌羽根１２が緩速回転すな
わち低速度で回転され始めると、更に懸濁液１１
内で凝集体すなわちフロツク１７が形成されてそ
の径ｄが漸次増大し、かつ懸濁液１１が攪拌槽１
０内で緩速に攪拌移動されているので、受光装置
２０の受光光量Ｉが小刻みに増減しながら全体と
して増大する。
時刻t4に達すると、懸濁液１１内で凝集体すな
わちフロツク１７が十分に凝集されその径ｄが変
化しなくなり、かつ懸濁液１１が攪拌槽１０内で
緩速に攪拌移動されているので、受光装置２０の
受光光量Ｉが平坦化し凝集体すなわちフロツク１
７の通過に伴なつて所定値ILおよびIH間で周期的
に変動するようになる。このときの変動周期が、
Ｆとして第３図に示されている。
更に時刻t5において、攪拌羽根１２の回転を停
止して緩速攪拌を停止せしめると、懸濁液１１内
で形成された凝集体すなわちフロツク１７が沈降
を開始するので、受光装置２０の受光光量Ｉが小
刻みに増減しつつ、時刻t6においてほぼ一定の値
If（τ）に達する。時刻t6以降では、懸濁液１１中
の凝集体すなわちフロツク１７がもはや沈降しな
いので、受光光量Ｉは一定の値If（τ）を維持す
る。
たとえば１の真水にカオリン25mgを添加した
カオリン懸濁液を用い、かつポリアルミニウムク
ロライドを15mg／の注入率となるように注入し
た場合の受光装置２０による受光光量Ｉを測定装
置２２で測定したところ、第３図のとおりであつ
た。
測定装置２２は、受光装置２２によつて受光さ
れた光量すなわち受光光量Ｉより、攪拌羽根１２
による緩速攪拌の開始時刻t3から平坦化が開始す
る時刻t4（すなわち凝集体１７の形成が完了する
時刻）までの時間を測定し、凝集体形成時間Tt
として演算装置１３６に対し送出している（第１
図参照）。
また演算装置３６が、上述したところによつて
懸濁液１１の速度勾配Gtを算出し、演算装置１
３６に対して送出している（第１図参照）。
上述では速度勾配Gtおよび凝集体形成時間Tt
が検知装置１３０において単に検知されているの
みであるが、これを以下のように適正化すれば凝
集体形成池１１２の攪拌制御を一層効率化でき
る。
すなわち演算装置３６を、第４図に示すように
測定装置２２および開閉弁２５，２７にも接続し
ておき、上述に加えた受光光量Ii（τ）と受光光
量Ｉの変動幅ΔIおよび変動周期Ｆと懸濁液の供
給量Ｍと凝集剤の供給量Ｎなどの所要情報とを与
える。これにより演算装置３６に、凝集体すなわ
ちフロツク１７の形成状態を判断するに有用なパ
ラメータを算出せしめる。
換言すれば演算装置３６は、受光光量Ｉの変動
幅ΔI（ボルト）と定数αとを用いて凝集体すなわ
ちフロツク１７の径ｄ（cm）を ｄ＝αΔI と算出し、受光光量Ｉの変動周期Ｆ（秒）と攪拌
羽根１２の周速υ（ｍ／秒）あるいは回転数ｎ
（１／秒）と定数β、β′を用いて凝集体すなわち
フロツク１７の数Nb（１／cm3）を Nb＝β（１／Fυ）3＝β′（１／Fn）3 と算出し、凝集体すなわちフロツク１７の径ｄ
（cm）および数Nb（１／cm3）と定数εとを用いて
凝集体すなわちフロツク１７の体積Ｖ（cm3）を Ｖ＝εd3Nb と算出し、受光光量Ii（τ）（ボルト）より求めた
懸濁液の浮遊物の初期濃度WSS（mg／）と供給
量Ｍ、Ｎより求めた凝集剤の注入率WA1（mg／）
と凝集体すなわちフロツク１７の径ｄ（cm）およ
び数Nb（１／cm3）と定数γと凝集剤に固定の係数
ａとを用いて凝集体すなわちフロツク１７の有効
密度ρ（ｇ／cm3）を ρ＝γ１／d3Nb（WSS＋aWA1） と算出しており、更に所望によつては、時間Ｔと
定数δとを用いて凝集体すなわちフロツク１７の
沈降速度Ｓ（cm／分）を Ｓ＝δ１／Ｔ と算出し、受光光量If（τ）と定数λとを用いて
凝集体すなわちフロツク１７の沈降したのちの上
澄水濁度τ（度）を τ＝λIf（τ） と算出している。ここで算出装置３６の算出した
パラメータと凝集体すなわちフロツク１７の実際
の凝集状態との関係は、径ｄあるいは数Nb、体
積Ｖ、有効密度ρ、沈降速度S.上澄水濁度τの順
で緊密となつているので、凝集体すなわちフロツ
ク１７の凝集状態を精密に検知することが所望で
あれば後者のパラメータを利用すればよく、更に
その凝集状態を一層精密に検知することが所望で
あれば複数のパラメータを組合せて利用すればよ
い。ちなみに演算装置３６は、利用しないパラメ
ータを算出しない構成としてもよい。
更に演算装置３６は、所望により凝集体すなわ
ちフロツク１７の径ｄ、数Nb、体積Ｖ、有効密
度ρ、沈降速度Ｓおよび凝集体すなわちフロツク
１７の沈降したのちの上澄水濁度τのうちの少な
くとも１つをそのときの速度勾配Gtに対して順
次記憶しておき、速度勾配Gtの適正値（すなわ
ち適正速度勾配）Gt *を算出している。すなわち
演算装置３６は、速度勾配Gtの変化に対し、凝
集体すなわちフロツク１７の径ｄ、体積Ｖ、数
Nb、有効密度ρあるいは沈降速度Ｓの変化が急
峻となり始め、もしくは上澄水濁度τの変化が極
小に接近するときに対応して、速度勾配Gtを適
正速度勾配Gt *と決定し、これを演算装置１３６
に対して出力すればよい（第１図と第４図ないし
第６図とを参照）。また演算装置３６は、受光光
量Ｉから求めた凝集体形成時間Ttのうち適正速
度勾配Gt *に対応する凝集体形成時間Ttを適正凝
集体形成時間Tt *と決定し、これを演算装置１３
６に対して出力すればよい（第１図と第４図ない
し第６図とを参照）。
この適正速度勾配Gt *および適正凝集体形成時
間Tt *を、それぞれ上述の速度勾配Gtおよび凝集
体形成時間Ttとして使用すれば、凝集体形成池
１１２の攪拌制御を一層効率化できる。
なお第２図では、演算装置３６において、攪拌
羽根１２の周速υから速度勾配Gtを直接算出し
ているが、ここでは υ＝１／Ｆ［β／Nb］1/3 を周速υとして利用して速度勾配Gtを算出して
もよい。
第４図では、攪拌槽１０が１つだけ包有された
検知装置１３０について説明したがこれでは凝集
状態の検知の多大の時間を必要とし、ひいては適
正速度勾配Gt *および適正凝集体形成時間Tt *の
検知に手間取るので、第７図に示すように複数
（ここでは４つ）の攪拌槽を並置してもよい。
第７図の検知装置１３０は、懸濁液の供給源
（図示せず）、凝集剤供給源２８が共通化されてお
り、演算装置３８および制御装置４０が追加さ
れ、かつ演算装置３６の機能の一部が演算装置３
８に分割せしめられていることを除き、構成およ
び作用は、第４図の検知装置と実質的に同一であ
るので、共通化された部材および追加された部材
に関する以下の説明を除き、各部材に対し第４図
（ひいては第２図）の検知装置において付した参
照番号と同一の参照番号を付し、その詳細な説明
を省略する。参照番号には、並置された攪拌槽を
区別するためにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号が加えられ
ている。開閉弁２５Ａ，〜，２５Ｄおよび２７
Ａ，〜，２７Ｄは、攪拌槽１０Ａ，〜，１０Ｄ中
の懸濁液１１Ａ，〜，１１Ｄに対する凝集剤の注
入率を一定せしめるように適宜開放されている。
演算装置３８は、測定装置２２Ａ，〜，２２Ｄお
よび演算装置３６Ａ，〜，３６Ｄに接続されてお
り、演算装置３６Ａ，〜，３６Ｄで算出された速
度勾配Gtのうちから凝集体の形成状態を適正と
する速度勾配Gtを適正速度勾配Gt *と決定し、か
つ演算装置３６Ａ，〜，３６Ｄで算出された凝集
体形成時間Ttのうちからこの適正速度勾配Gt *に
対応する凝集体形成時間Ttを適正凝集体形成時
間Tt *と決定し、適正速度勾配Gt *および適正凝
集体形成時間Tt *を演算装置１３６に向けて送出
している（第１図参照）。ここで制御装置４０は、
それぞれ駆動手段１４Ａ，〜，１４Ｄを介して攪
拌羽根１２Ａ，〜，１２Ｄを互いに異なる回転数
ひいては周速で回転せしめている。
なお上述においては、攪拌機１１３Ａ，〜，１
１３Ｃの回転数nA，〜，nCを制御することによつ
て凝集体形成池１１２の攪拌制御を実行している
が、本発明は、これに限定されるものではなく、
攪拌機１１３Ａ，〜，１１３Ｃの回転速度あるい
は凝集体形成池１１２Ａ，〜，１１２Ｃの容積な
どを制御することによつて凝集体形成池１１２の
攪拌制御を達成してもよい。
(3) 発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかる凝集体
形成池の第１の攪拌制御方法は、混和池で急速攪
拌しつつ懸濁液に対して凝集剤を注入したのち、
凝集体形成池で緩速攪拌することにより凝集体を
形成せしめてなる凝集体形成池の攪拌制御方法に
おいて、 (a) 前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に
対し凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１
の工程と、 (b) 第１の工程よりも低下された攪拌速度におい
て第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪
拌する第２の工程と、 (c) 第２の工程における攪拌の速度勾配を求める
第３の工程と、 (d) 少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で
凝集剤の注入された懸濁液を介して発光装置よ
り受光装置に与えられた受光光量を測定する第
４の工程と、 (e) 第４の工程で測定された受光光量から第１の
工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成
時間を求める第５の工程と、 (f) 前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知す
る第６の工程と、 (g) 第３の工程で求めた速度勾配と第５の工程で
求めた凝集体形成時間と第６の工程で検知され
た懸濁液の供給量と前記凝集体形成の容積とを
用いて前記凝集体形成池における攪拌を制御す
る第７の工程と を備えてなるので、 () 試験者の目視観察ならびに経験を排除でき
る効果 を有し、また () 凝集体形成池の攪拌制御に所要の時間を短
縮化できる効果 を有する。
また本発明にかかる凝集体形成池の第２の攪拌
制御方法は、混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対
して凝集剤を注入したのち、凝集体形成池で緩速
攪拌することにより凝集体を形成せしめてなる凝
集体形成池の攪拌制御方法において、 (a) 前記混和池よりも上流で採取された懸濁液
に対し凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する
第１の工程と、 (b) 第１の工程よりも低下された攪拌速度にお
いて第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液
を攪拌する第２の工程と、 (c) 第２の工程における攪拌の速度勾配を求め
る第３の工程と、 (d) 少なくとも第２の工程に際し、第１の工程
で凝集剤の注入された懸濁液を介して発光装
置より受光装置に与えられた受光光量を測定
する第４の工程と、 (e) 第４の工程で測定された受光光量から第１
の工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集状
態を検知する第５の工程と、 (f) 第３の工程で求められた速度勾配のうちか
ら、第５の工程で検知された凝集状態を適正
とする速度勾配を適正速度勾配と決定する第
６の工程と、 (g) 第６の工程で決定された適正速度勾配に対
応して第１の工程で凝集剤の注入された懸濁
液の凝集体形成時間を求め、適正凝集体形成
時間とする第７の工程と、 (h) 前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知
する第８の工程と、 (i) 第６の工程で決定された適正速度勾配と第
７の工程で求められた適正凝集体形成時間と
第８の工程で検知された懸濁液の供給量と前
記凝集体形成池の容積とを用いて前記凝集体
形成池における攪拌を制御する第９の工程と を備えてなるので、上記（）（）の効果に加
え () 凝集体形成池の攪拌制御を高精度とできる
効果 を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明にかかる凝集体形成池の攪拌制
御方法の一実施例によつて凝集体形成池の攪拌制
御が実行されている実際の懸濁液処理装置を示す
断面図、第２図は本発明にかかる一実施例を実行
するために速度勾配Gtおよび凝集体形成時間Tt
を検知する第１図の検知装置の一例を具体的に示
す断面図、第３図は第２図に示した検知装置の動
作を説明するための動作説明図、第４図は本発明
にかかる凝集体形成池の他の攪拌制御方法の一実
施例を実行するために適正速度勾配Gt *および適
正凝集体形成時間Tt *を検知する第１図の検知装
置の一例を具体的に示す断面図、第５図は第４図
の検知装置で検知した凝集体の径ｄ、数Nb、体
積Ｖおよび有効密度ρと速度勾配Gtとの関係を
示すグラフ図、第６図は第４図の検知装置で検知
した上澄水濁度τ、凝集体の沈降速度Ｓおよび有
効密度ρと速度勾配Gtとの間の関係を示すグラ
フ図、第７図は第４図の検知装置を４つ並置した
検知装置を示す断面図である。 １０２……着水井、１０６……混和池、１１２
……凝集体形成池、１１８……沈澱池、１２０…
…過池、１３０……検知装置、１３６……演算
装置、１３８……流量計、１４０……回転数制御
器、１４４……凝集剤供給装置、１０……攪拌
槽、１１……懸濁液、１２……攪拌羽根、１４…
…駆動手段、１６……出力軸、１８……発光装
置、２０……受光装置、２２……測定装置、２４
……供給管、２５，２７……開閉弁、２６……凝
集剤供給管、２８……凝集剤供給源、３０……排
水管、３２……開閉弁、３４……暗箱、３６，３
８……演算装置、４０……制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集
    剤を注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌する
    ことにより凝集体を形成せしめてなる凝集体形成
    池の攪拌制御方法において、 (a) 前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に
    対し凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１
    の工程と、 (b) 第１の工程よりも低下された攪拌速度におい
    て第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪
    拌する第２の工程と、 (c) 第２の工程における攪拌の速度勾配を求める
    第３の工程と、 (d) 少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で
    凝集剤の注入された懸濁液を介して発光装置よ
    り受光装置に与えられた受光光量を測定する第
    ４の工程と、 (e) 第４の工程で測定された受光光量から第１の
    工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集体形成
    時間を求める第５の工程と、 (f) 前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知す
    る第６の工程と、 (g) 第３の工程で求めた速度勾配と第５の工程で
    求めた凝集体形成時間と第６の工程で検知され
    た懸濁液の供給量と前記凝集体形成池の容積と
    を用いて前記凝集体形成池における攪拌を制御
    する第７の工程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の攪
    拌制御方法。 ２ 混和池で急速攪拌しつつ懸濁液に対して凝集
    剤を注入したのち、凝集体形成池で緩速攪拌する
    ことにより凝集体を形成せしめてなる凝集体形成
    池の攪拌制御方法において、 (a) 前記混和池よりも上流で採取された懸濁液に
    対し凝集剤を注入して攪拌槽内で攪拌する第１
    の工程と、 (b) 第１の工程よりも低下された攪拌速度におい
    て第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液を攪
    拌する第２の工程と、 (c) 第２の工程における攪拌の速度勾配を求める
    第３の工程と、 (d) 少なくとも第２の工程に際し、第１の工程で
    凝集剤の注入された懸濁液を介して発光装置よ
    り受光装置に与えられた受光光量を測定する第
    ４の工程と、 (e) 第４の工程で測定された受光光量から第１の
    工程で凝集剤の注入された懸濁液の凝集状態を
    検知する第５の工程と、 (f) 第３の工程で求められた速度勾配のうちか
    ら、第５の工程で検知された凝集状態を適正と
    する速度勾配を適正速度勾配と決定する第６の
    工程と、 (g) 第６の工程で求められた適正速度勾配に対応
    して第１の工程で凝集剤の注入された懸濁液の
    凝集体形成時間を求め、適正凝集体形成時間と
    する第７の工程と、 (h) 前記混和池に対する懸濁液の供給量を検知す
    る第８の工程と、 (i) 第６の工程で決定された適正速度勾配と第７
    の工程で求められた適正凝集体形成時間と第８
    の工程で検知された懸濁液の供給量と前記凝集
    体形成池の容積とを用いて前記凝集体形成池に
    おける攪拌を制御する第９の工程と を備えてなることを特徴とする凝集体形成池の攪
    拌制御方法。 ３ () 第５の工程において、受光光量が平坦
    化したときの変動周期および第２の工程におけ
    る攪拌速度から凝集体の数を算出することによ
    り、懸濁液の凝集状態を検知し、かつ () 第６の工程において、前記凝集体の数の変
    化が急峻となり始めるときに対応した速度勾配
    を適正速度勾配と決定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載の凝集体形成池の攪拌制御方法。 ４ () 第５の工程において、受光光量が平坦
    化したときの変動幅から凝集体の径を算出する
    ことにより、懸濁液の凝集状態を検知し、かつ () 第６の工程において、前記凝集体の径の変
    化が急峻となり始めるときに対応した速度勾配
    を適正速度勾配と決定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項も
    しくは第３項記載の凝集体形成池の攪拌制御方
    法。 ５ () 第５の工程において、受光光量が平坦
    化したときの変動周期および第２の工程におけ
    る攪拌速度から凝集体の数を算出し、かつ受光
    光量が平坦化したときの変動幅から凝集体の径
    を算出し、かつ前記凝集体の数および径から凝
    集体の体積を算出することにより、懸濁液の凝
    集状態を検知し、かつ () 第６の工程において、前記凝集体の数と径
    と体積との変化が急峻となり始めるときに対応
    した速度勾配を適正速度勾配と決定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載の凝集体形成池の攪拌制御方法。 ６ () 第５の工程において、受光光量が平坦
    化したときの変動周期および第２の工程におけ
    る攪拌速度から凝集体の数を算出し、かつ受光
    光量が平坦化したときの変動幅から凝集体の径
    を算出し、かつ前記凝集体の数および径と懸濁
    液の浮遊物濃度と凝集剤の注入率とから凝集体
    の有効密度を算出することにより、懸濁液の凝
    集状態を検知し、かつ () 第６の工程において、前記凝集体の数およ
    び径の変化が急峻となり始めかつ有効密度の変
    化が緩慢となり始めるときに対応した速度勾配
    を適正速度勾配と決定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載の凝集体形成池の攪拌制御方法。 ７ () 第５の工程において、第２の工程にお
    ける攪拌が停止されたのちちに受光光量が平坦
    化したときの受光光量から凝集体が沈澱された
    のち上澄水濁度を算出することにより、懸濁液
    の凝集状態を検知し、かつ () 第６の工程において、上澄水濁度の変化が
    極小となり始めるときに対応した速度勾配を適
    正速度勾配と決定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載の凝集体形成池の攪拌制御方法。 ８ () 第５の工程において、第２の工程にお
    ける攪拌が停止されたときから受光光量が平坦
    化するまでの時間から凝集体の沈降速度を算出
    することにより、懸濁液の凝集状態を検知し、
    かつ () 第６の工程において、凝集体の沈降速度の
    変化が急峻となり始めるときに対応した速度勾
    配を適正速度勾配と決定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載の凝集体形成池の攪拌制御方法。
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